[論文レビュー] The HELLAS2XMM survey. IX. Spectroscopic identification of super-EROs hosting AGNs

R. Maiolino, M. Mignoli+13 more|ArXiv.org|Sep 9, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 40被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、VLTの近赤外分光法を用いて、X線/光度比が非常に高く（X/O > 40）、赤い色が著しい（R–K > 6.3）3つの源を、高赤方偏移（z ≈ 1.35–2.13）における遮蔽されたクェเซア（QSO）が宿主とするものとして特定した。結果は、これらの超赤色・X線明るい源（super-EROs）が、10⁹ M☉を超える質量のブラックホールを有する、静止状態の高質量銀河であることを裏付け、低Eddington率（≤10%）での降着を示しており、ブラックホールと球状銀河の共進化を駆動するフィードバックモデルを支持する。

ABSTRACT

We present VLT near-IR spectroscopic observations of three X-ray sources characterized by extremely high X-ray-to-optical ratios (X/O>40), extremely red colors (6.3

研究の動機と目的

• 光学的に検出不能な、極めて高いX/O比（X/O > 40）と非常に赤い色（R–K > 6.3）を示す極端に赤いX線明るい源を、分光的に同定すること。
• 光学的フォローアップの限界を克服するため、近赤外分光法を用いてこれらの源の赤方偏移およびAGNタイプを特定すること。
• これらの遮蔽されたQSOの宿主銀河の性質およびブラックホール質量を調査し、銀河とブラックホールの共進化における役割を評価すること。
• 極端なX/O比および赤いR–K色が、高赤方偏移における遮蔽されたQSOを効率的に選別する基準として有効かどうかを検証すること。

提案手法

• 光学的対応が弱い源における発光線（Hα、Hβ）を検出するため、VLTを用いた近赤外分光法（バンドごとに40分の積分時間）。
• Kバンドの光度測定および画像の形態的解析（解像度あり vs. 点状）を用いて、宿主銀河の支配的性質および星族質量を推定する。
• X線スペクトルエネルギー分布のフィッティングにより、X線の全放射度（L_X）および吸収光学密度（N_H）を推定する。
• Kバンド光度からブラックホール質量を推定するため、L_K–M_BH関係（Marconi & Hunt 2003）を適用する。
• ボリメトリック補正（L_bol/L_X = 30）と導出されたL_Xを用いて、Eddington率（L/L_Edd）を計算する。
• 発光線の特徴に基づく分類：広帯域Hα（タイプ1.9）、LINER様、または弱い1本の発光線。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 極めて高いX/O比および非常に赤い色を示す高赤方偏移の遮蔽されたQSOを、近赤外分光法で効果的に同定できるか？
• RQ2 これらの超赤色銀河（super-EROs）の赤方偏移およびAGNタイプは何か？ それらのX線および光学/赤外線の性質は、何を示唆するか？
• RQ3 これらの遮蔽されたQSOの宿主銀河の星族質量およびブラックホール質量は何か？
• RQ4 これらのQSOの降着率（L/L_Edd）は何か？ そして、フィードバックおよび共進化モデルとどのように関係しているか？

主な発見

• 2つの源が明確に分光的に同定され、赤方偏移はz = 2.08およびz = 1.35であり、3つ目の源はz = 2.13の可能性があるが、暫定的である。
• 3つの源すべてが、内在的なX線全放射度が4×10⁴⁴～1.5×10⁴⁵ erg s⁻¹の範囲にあり、QSOレベルの活動と整合的である。
• 宿主銀河のKバンド全放射度は約10¹² L☉であり、局所のL_K*を10倍上回っており、星族質量は10¹¹ M☉を超える。
• 推定されたブラックホール質量は10⁹ M☉を超えており、Eddington率は≤0.1に留まっており、低降着率を示している。
• 1つの源では広帯域Hαが観測されたがHβは広帯域でないため、タイプ1.9 AGNに分類された。他の2つはLINER様または弱い発光線を示した。
• 結果は、極端なX/O比および赤いR–K色が、高赤方偏移における遮蔽されたQSOを効率的に選別する基準であることを支持する。